DE2104198A1 - Electrolytic cell - for electrolysis of dual-phase liq mits - Google Patents
Electrolytic cell - for electrolysis of dual-phase liq mitsInfo
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/40—Cells or assemblies of cells comprising electrodes made of particles; Assemblies of constructional parts thereof
Abstract
Description
Elektrolysezelle Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle für die Durchführung elektrochemischer Reaktionen in einem Zweiflüssigphasen-Gemisch. Electrolytic Cell The present invention relates to an electrolytic cell for carrying out electrochemical reactions in a two-liquid phase mixture.
Die Elektrolyse von Zweiphasengemischen aus einem Elektrolyt und organischen Stoffen, die im Elektrolyten weitgehend unlöslich sind und nur geringe Leitfähigkeit besitzen, bietet gegenüber der Elektrolyse von homogenen Gemischen erhebliche Schwierigkeiten. Man hat versucht, dieee z.B. durch Rühren des Zweiphasengemisches oder durch Zusatz von Lösungsvermittlern zu vermindern, doch bedingt dies erhöhte Aufwendungen.The electrolysis of two-phase mixtures of an electrolyte and organic Substances that are largely insoluble in the electrolyte and have only low conductivity have considerable difficulties compared to the electrolysis of homogeneous mixtures. Attempts have been made, for example, by stirring the two-phase mixture or by adding to reduce solubilizers, but this entails increased expenses.
Man hat ferner eine Zelle vorgeschlagen, in der die beiden Phasen in groasflächigem Kontakt miteinander stehen, wobei eine Elektrode nur in den Elektrolyten und die andere durch diesen hindurch in den organiscbe Stoff eintaucht (DBP 1 255 640).A cell has also been proposed in which the two phases are in extensive contact with each other, with one electrode only in the electrolyte and the other dips through this into the organic matter (DBP 1 255 640).
Es wurde nun gefunden, dass man in einfacher Weise elektrochemisohe Reaktionen in eine. Zweiflüssigphasemisch aus einer organischen Verbindung und einem Elektrolyten durchführen kann, wenn man eine Elektrolysezelle mit Diaphragma einsetzt, die gekennzeichnet ist durch ein ionenleitendes, für die Reaktionsteilnehmer undurchläsßiges iiaphragma (1), das die Zelle (2) in einen Anoden- und einen Kathodenraum (3, 3') teilt, durch Füllungen in einem oder in beiden Räumen mit aus stromleitendem Elektrodenmaterial bestehenden Formkörpern (4), durch Einrichtungen für Stromzuführungen (5, 5') zu diesen Formkörpern und durch Zu- bzw. Ableitungen (6 bzw. 7) für die Elektrodenräume.It has now been found that one can electrochemically in a simple manner Reactions in a. Two-liquid phase mixture of one organic compound and one Can carry out electrolytes if an electrolytic cell with a diaphragm is used, which is characterized by an ion-conducting material which is impermeable to the reactants iiaphragma (1) that divides the cell (2) into an anode and a cathode compartment (3, 3 ') divides, by filling in one or in both rooms with made of electrically conductive electrode material existing molded bodies (4), through devices for power supply lines (5, 5 ') these molded bodies and through supply and discharge lines (6 and 7) for the electrode spaces.
118 Material fiir das Zellengehäuse können alle üblichen, gegenüber den eingesetzten und den entstehenden Produkten widerstandsfähigen Werk.-stoffe eingesetzt werden. entsprechendes gilt für das Diaphragma. Auoh die Elektroden können aus üblichen ;aterialien bestehen, z.B. aus Blei oder Bleilegierungen, Nickel oder UicI-ellegierungen, Silber, Platin.118 Material for the cell housing can be all common, opposite the materials used and the products that are created can be used. the same applies to the diaphragm. Also the electrodes can consist of common materials, e.g. lead or lead alloys, nickel or UicI-el alloys, silver, platinum.
Sie können beliebige Formen besitzen, z.B. aus Platten, Drähten, Netzen oder Geweben bestehen. Es ist nur zu gewährleisten, dass sie in ausreichende. Kontakt mit den Formkörpern in den Elektrodenräumen atehen. Auch diese Formkörper, die ebenfalls aus üblichem Elektrodenmaterial gebildet sind, können beliebige Formen besitzen. Sie können z.B. als Kugeln, Zylinder, Rohrstücke, Netze, Gewebe, Wolle eingesetzt werden. Diese Formkörper haben einerseits den Zweck, die Elektrodenflache zu vergrössern, andererseits halten sie bei dem Durchgang der Geiischkomponenten deren innige -Vermischung aufrecht. Im übrigen kann die Ausbildung der Zelle, z.B. bezüglich der Stromzuführungen zu den Elektroden bzw. den Formkörpern, den Zu- und Ableitungen für die Produkte, in üblicher Weise geschehen.They can have any shape, e.g. made of plates, wires, nets or tissues. It is only necessary to ensure that they are in adequate. Contact breathing with the shaped bodies in the electrode spaces. Also these moldings that too are formed from conventional electrode material, can have any shape. They can be used, for example, as balls, cylinders, pipe sections, nets, fabrics, wool will. On the one hand, these shaped bodies have the purpose of enlarging the electrode area, on the other hand, they maintain their intimate mixing as the gelatin components pass through upright. In addition, the design of the cell, e.g. with regard to the power supply lines to the electrodes or the shaped bodies, the supply and discharge lines for the products, done in the usual way.
Der sur elektrochemischen Reaktion zu bringende organische Stoff sowie der Elektrolyt werden zweckmässig vor Einführung in die Zelle innig vermischt, z.B. mit einem Schnellrilhrer. Vorteilhaft ist es, sie mechanisch zu omulgieren. Bei dem Durchleiten s.B. der Emulsion durch die Zelle bewirken die Forakörper, dass keine Entmischung auftritt.The organic substance to be brought about by the electrochemical reaction as well the electrolyte is expediently intimately mixed before being introduced into the cell, e.g. with a fast teacher. It is advantageous to omulsify them mechanically. at passing through see B. of the emulsion through the cell, the fora bodies cause that no segregation occurs.
Vorteilhaft füllt man je nach Verwendungszweck einen oder beide Elektrodenräume vollstandig mit den Forakörpern, so dass die Entmischung erst ausserhalb der Zelle vor sich geht, doch können auch ge6obnnenfalls Teilfüllungen eingesetzt werden. Die Elektrolysezelle kann sowohl flr Ozidationen als auch für Reduktionen eingesetzt werden.Depending on the intended use, it is advantageous to fill one or both electrode spaces completely with the fora bodies, so that the segregation only outside the cell goes on, but partial fillings can also be used if necessary. The electrolysis cell can be used for both ozidations and reductions will.
Sie kann gegebenenfalls so ausgebildet werden, dass mit ihr beide Reaktionen gleichzeitig durchgeführt werden können. Im übrigen geschieht der Betrieb der Zellen. unter üblichen Bedingungen.If necessary, it can be trained in such a way that with it both Reactions can be carried out simultaneously. Otherwise, the operation takes place of cells. under normal conditions.
In den Z zeichnungen sind lusführungsformen der Elektrolysezelle beispielhaft dargestellt. Es wurde darauf verzichtet, die üblichen Konstruktionsmerkmale von Zellen im Detail wiederzugeben.In the drawings Z are exemplary embodiments of the electrolytic cell shown. The usual design features of Display cells in detail.
Figur 1 zeigt einen Vortikalachnitt durch eine Zelle, die walweise für Oxidationsreaktionen oder unter Umachluss der Stromzuführung für Reduktionsreaktionen benutzt werden kann. figur 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Zelle, die gleichzeitig für Oxidations- und Reduktionsreaktionen benutzt werden kann.Figure 1 shows a vortical section through a cell, the whale for oxidation reactions or by surrounding the power supply for reduction reactions can be used. Figure 2 shows a vertical section through a cell, simultaneously can be used for oxidation and reduction reactions.
Gemäss Figur 1 besitzt die für OIidationsreaktionen einzusetzende Zelle 2 ein stromleitendes, für die eingeführten bzw. abgeleiteten Produkte undurchlässiges, gegenüber diesen widerstandsfähiges Diaphragma 1. Der Anodenraum 3 ist mit Eormkörpern, hier in Form von kurzen Rohrstückchen, aus Elektrodenmaterial gefüllt, die mit einer Platte aus Elektrodenmaterial 5 als Anode in Kontakt stehen. Im Kathodenraum 3' befindet sich eine entsprechende Kathode 5'. Anode und Kathode sind mit Stromleitungen versehen. Beide Räume besitzen Zu- bzw. Ableitungen 6 bzw. 7 für die Produkte und für den Elektrolyten.According to FIG. 1, the one to be used for oiling reactions Cell 2 is a current-conducting, impermeable to the imported or derived products, against these resistant diaphragm 1. The anode space 3 is with Eormkodies, here in the form of short pieces of pipe, filled with electrode material, which are filled with a Plate made of electrode material 5 are in contact as an anode. In the cathode compartment 3 ' there is a corresponding cathode 5 '. Anode and cathode are with power lines Mistake. Both rooms have inlet and outlet lines 6 and 7 for the products and for the electrolyte.
Die Zelle gemäss Figur 2 besitzt im Prinzip den gleichen Aufbau.The cell according to FIG. 2 basically has the same structure.
Hier sind jedoch die durch das Diaphragma 1 voneinander getrennten Elektrodenräume 3, 3' von etwa gleicher Grösse. Als Anode 5 bzw.Here, however, they are separated from one another by the diaphragm 1 Electrode spaces 3, 3 'of approximately the same size. As anode 5 resp.
Kathode 5' dienen Netze, mit denen die Formkörper 4, hier als Kugeln dargestellt1 in elektrisch leitendem Kontakt stehen. Bei 6 bzw. 7 beiinden sich die Zu- bzw, Ableitungen für die Produkte.Cathode 5 'are used for nets with which the shaped bodies 4, here as spheres shown1 are in electrically conductive contact. At 6 and 7, there are two the inlets and outlets for the products.
Beispiel 1 Durch den Anodenraum einer Elektrolysezelle gemäss Figur 1 wurde ein Gemisch aus 2 Teilen 2 Xiger Schwefelsäure und 1 Teil einer gesättigten Lösung von 2.6-Di-tert.butYl-p-kresol in Cyclohexan gegeben. In dem Kathodenraum befand eich ziege Schwefelsäure. Die Elektrolyse wurde mit einer Stromstärke von 30 A gefahren, wae einer Stromdichte von 1,5 A/dm2 entsprach. Die Temperatur betrug 300 C. Als Zellspannung stellte sich ein Wert von 4,3 V ein, der nach 3 Stunden auf 4,0 V absank. Eine dreistündige Elektrolyse entsprach einem theoretischen Umsatz von 29<., bezogen auf das eingesetzte Produkt, zum Chinon.Example 1 Through the anode compartment of an electrolysis cell according to FIG 1 was a mixture of 2 parts of 2Xiger sulfuric acid and 1 part of a saturated Given a solution of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol in cyclohexane. In the cathode room I found goat sulfuric acid. The electrolysis was carried out with an amperage of 30 A driven, which corresponded to a current density of 1.5 A / dm2. The temperature was 300 C. The cell voltage was set at 4.3 V after 3 hours dropped to 4.0 V. A three-hour electrolysis corresponded to a theoretical conversion from 29 <., based on the product used, to the quinone.
Beispiel 2 Durch eine Elektrolysezelle gemäss Figur 2 wurde-eine tfischung aus 2 Teilen 2O,<iger Schwefelsäure und 1 Teil Toluol gegeben. Die Zelle wurde bei einer Stromstärke von 30 A, entsprechend einer Stromdichte von 1,5 A/dm2, bezogen auf die geometrische Oberfläche, betrieben. Als Zellspannung stellte sich eine Spannung von 4t5 V ein. Die Temperatur betrug 350 C. Eine zweistündige Elektrolyse entsprach einen theoretischon Umsatz zu Toluchinon von 1,5 %, bezogen auf eingesetztes Toluol.Example 2 By means of an electrolysis cell according to FIG given from 2 parts of 2O, <iger sulfuric acid and 1 part of toluene. The cell was at a current strength of 30 A, corresponding to a current density of 1.5 A / dm2 on the geometric surface. The cell voltage was a voltage of 4t5 V. The temperature was 350 C. Two hours of electrolysis corresponded to a theoretical conversion to toluquinone of 1.5%, based on the amount used Toluene.
Das gebildete Toluchinon wurde in den Kathodenraum überführt und dort zum Toluhydrochinon reduziert. Durch Extraktion der Schwefelsäure mit Diäthyläther liess sich das Toluhydrochinon in hoher Reinheit erhalten.The toluquinone formed was transferred to the cathode compartment and there reduced to the toluohydroquinone. By extracting the sulfuric acid with diethyl ether the toluohydroquinone could be obtained in high purity.
Die Stromausbeute1 bezogen auf Toluhydrochinon, betrug 10,2<p der Theorie.The current efficiency, based on toluhydroquinone, was 10.2 <p der Theory.
Beispiel 3 Durch den Anodenraum einer gemäss Figur 2 aufgebauten Elektrolysezelle wurde ein Gemisch aus 2 Teilen 20%iger Schwefelsäure und 1 Teil Anisol gepumpt. Die Oxidation dee Anisols wurde bei 30 A und 4,5 V durchgeführt, wobei die Temperatur bei etwa 350 C lag. Eine vierstundige Elektrolyse entsprach einem theoretischen Umsatz von 2,5, bezogen auf eingesetztes Anisol. Das gebildete p-Benzochinon wurde im Kathodenraum der Zelle reduziert, das erhaltene Gemisch in bekannter Weise aufgearbeitet. Die Stromausbeute, bezogen auf das Endprodukt 0ydroohinon, lag bei 11,5 *Example 3 Through the anode compartment of an electrolysis cell constructed according to FIG a mixture of 2 parts of 20% strength sulfuric acid and 1 part of anisole was pumped. The oxidation of the anisole was carried out at 30 A and 4.5 V, the temperature was around 350C. A four hour electrolysis was equivalent to a theoretical one Conversion of 2.5, based on the anisole used. The p-benzoquinone formed was reduced in the cathode compartment of the cell, the mixture obtained worked up in a known manner. The current efficiency, based on the end product hydroquinone, was 11.5 *
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712104198 DE2104198A1 (en) | 1971-01-29 | 1971-01-29 | Electrolytic cell - for electrolysis of dual-phase liq mits |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712104198 DE2104198A1 (en) | 1971-01-29 | 1971-01-29 | Electrolytic cell - for electrolysis of dual-phase liq mits |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2104198A1 true DE2104198A1 (en) | 1972-08-10 |
Family
ID=5797280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19712104198 Pending DE2104198A1 (en) | 1971-01-29 | 1971-01-29 | Electrolytic cell - for electrolysis of dual-phase liq mits |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2104198A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4357224A (en) * | 1981-04-07 | 1982-11-02 | Westinghouse Electric Corp. | Energy efficient electrolyzer for the production of hydrogen |
US4615784A (en) * | 1982-06-10 | 1986-10-07 | Eltech Systems Corporation | Narrow gap reticulate electrode electrolysis cell |
-
1971
- 1971-01-29 DE DE19712104198 patent/DE2104198A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4357224A (en) * | 1981-04-07 | 1982-11-02 | Westinghouse Electric Corp. | Energy efficient electrolyzer for the production of hydrogen |
US4615784A (en) * | 1982-06-10 | 1986-10-07 | Eltech Systems Corporation | Narrow gap reticulate electrode electrolysis cell |
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